一种溶液搅拌装置的制作方法

1.本发明涉及一种实验器材，尤其涉及一种溶液搅拌装置。


背景技术：

2.在物理、生物尤其化学的科研与教学中，实验是必不可少的项目之一，实验过程中需要依赖专门的实验器材配合完成。一般而言，教学单位实验室配备的实验器材都较为简易，在实验过程中，对反应溶液进行搅拌混合、对反应溶液进行加热、对溶液及药剂进行称重计量等常规操作都需要借助单独的仪器依次进行，一方面影响了实验效率，另一方面实验仪器、容器、溶液、药剂等物品的来回转移增加了事故的发生几率。在现有技术中，也存在功能较为全面的一体式实验仪器，其一般需配备专用的实验容器进行工作，无法配合实验室普遍配置的烧杯稳定工作，需成套整体购置，运行成本高，且对操作技术具有较高的要求，这类实验仪器多用于专业的科研实验室，而不适合在教学单位用于进行示范性的常规实验使用。


技术实现要素：

3.本发明的目的旨在提供了一种结构简单，成本低廉，能够配合烧杯进行实验，且集搅拌、加热和计重等功能于一体的溶液搅拌装置。
4.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种溶液搅拌装置，其包括承载台，承载台上安设有伸缩杆、气泵、控制器以及用于对烧杯进行限位的限位圈、用于对烧杯底部加热的电热装置、用于为气泵和电热装置供电的蓄电池；伸缩杆竖直延伸且长度可调节，其上端经一曲臂支撑有一搅拌环，使得搅拌环可进行高度调节并可调节至烧杯内部；所述的搅拌环呈水平环状，其内部开设有一环形腔和若干等角度间隔分布的斜向孔，环形腔与气泵的输出端经气路连通，斜向孔上端与环形腔相通而下端口位于搅拌环的下端面，当气泵工作时，所有斜向孔可同时将空气吹向烧杯内的液面以驱使溶液旋转；所述的控制器用于根据控制面板中输入的指令来控制电热装置与气泵的工作状态；所述的承载台安设在一微型台秤上，微型台秤能够对其上侧物体的重量及其重量变化进行计量并经显示屏输出相应的重量数据。
6.本溶液搅拌装置的使用方法及工作原理为：
7.欲进行实验时，首先调节伸缩杆的长度使搅拌环位于最高处，在此状态下可将烧杯放在限位圈内，然后即可进行实验操作；在实验过程中，如需要对溶液进行加热，可利用控制面板调节电热装置的工作状态，由电热装置对烧杯底部进行加热；如添加药剂后需要搅拌混合均匀或加热过程中需要搅拌溶液均匀受热时，调节伸缩杆的长度使搅拌环进入烧杯内且与溶液液面保持一定的间距，利用控制面板调节气泵的工作状态，此后所有的斜向孔共同向液面以倾斜的方式吹出空气，烧杯内的溶液在气流驱使下进行旋转，即实现搅拌的目的；由于搅拌环呈环状，利用搅拌环中空区域可进行抽取溶液样品、添加药剂等操作，因此在实验过程中无需将搅拌环从烧杯内移出，以便随时根据需要及时的对溶液进行搅
拌；在实验过程中，利用微型台秤可根据需要对溶液重量变化、药剂添加量等进行相应的重量计量，在定量添加药剂时，可边添加药剂边观察重量变化，为了药剂的添加量更加准确，可先将药剂放置在明确重量的容器内，然后放置在承载台上进行称重计量，待将药剂调至预期剂量后，再向溶液内添加。
8.本溶液搅拌装置相比现有技术，其具有如下技术效果：
9.本溶液搅拌装置集搅拌、加热及称重多种功能于一体，能够满足实验过程中的多种常用操作需求，在实验过程中，搅拌环可留置在烧杯内，不影响对溶液的抽取、添加药剂等操作，使得实验过程更加顺畅，更加高效，并可有效减少实验器材取拿、更换所造成的事故发生率；本溶液搅拌装置采用的搅拌方式为非接触式搅拌，无部件与药剂、溶液直接接触，使得实验数据更加准确，可杜绝烧杯因搅拌力度不当而破损，也保证了搅拌装置具有较长的工作寿命，且清洁处理也更加简单易行；本搅拌装置结构简单，与实验室普遍配置的烧杯配合使用，无需购置专用容器，购置成本低，利于推广使用；在理科教学尤其中低阶段的理科教学中，大部分的实验项目能够借助烧杯进行且实验物料多为粘稠度较低的溶液，能够利用本溶液搅拌装置进行并实现预期的搅拌效果，即本溶液搅拌装置具有广阔的应用前景。
附图说明
10.图1为溶液搅拌装置的整体结构示意图。
11.图2为溶液搅拌装置部分剖开后的结构示意图之一。
12.图3为溶液搅拌装置部分剖开后的结构示意图之二。
13.图4为溶液搅拌装置部的承载台剖开后的结构示意图。
14.图5为溶液搅拌装置部使用状态示意图。
15.图6为伸缩杆进一步改进后的结构示意图。
16.图中，1、控制面板，2、显示屏，3、限位圈，4、电热装置，5、搅拌环，501、斜向孔，502、环形腔，6、曲臂，601、流道，7、把手，8、伸缩杆，801、上管，802、竖槽，803、定位螺栓，804、下管，805、环形活塞，806、横槽，9、电器盒，10、充电接口，11、承载台，12、微型台秤，121、限位挡板，122、称重传感器，123、底座，13、气泵，14、蓄电池，15、烧杯，16、隔热层。
具体实施方式
17.参看1-5所示，本发明公开了一种溶液搅拌装置，其包括承载台11和微型台秤12，所述的承载台11上设有伸缩杆8、气泵13、控制器、限位圈3、电热装置4以及蓄电池14；所述的限位圈3呈环形，其突出于承载台11的上表面，内圈直径略大于烧杯15底部外径，其用于对烧杯15进行限位；所述的电热装置4安设在承载台11上且位于限位圈3中，其用于对烧杯15底部加热，间接对烧杯15内的溶液进行加热，就现有技术而言，电热装置4可采用电阻式加热盘或电磁式加热装置进行实施，均可实现其在本发明中的作用；所述的伸缩杆8下端由承载台11提供支撑而位于限位圈3的一侧，其竖直延伸且长度可人为调节，伸缩杆8的上端经一曲臂6支撑有一搅拌环5，搅拌环5位于限位圈3的正上方且其外径小于烧杯15内径，通过调节伸缩杆8的长度即可调节搅拌环5的高度，并可将搅拌环5调节至烧杯15内部；所述的搅拌环5呈环状且始终保持水平，其内部开设有一环形腔502和若干等角度间隔分布的斜向
孔501，所述的环形腔502与所述气泵13的输出端经一气路连通，所述的斜向孔501上端与环形腔502相通而下端口则位于搅拌环5的下端面上；当气泵13工作时，其输出的空气经气路进入环形腔502，然后所有斜向孔501同时将空气吹向烧杯15内的液面，由于斜向孔501斜向吹出的气流与溶液液面具有夹角，由此可驱使溶液旋转，实现对溶液的搅拌目的；所述的蓄电池14用于为气泵13和电热装置4提供工作电压；所述的控制器连接有控制面板1，控制器可根据控制面板1输入的指令来控制电热装置4与气泵13的工作状态，比如调节电热装置4与气泵13的启闭、工作功率等；所述的承载台11安设在微型台秤12上侧，微型台秤12能够对其上侧物体的重量及其重量变化进行计量并经显示屏2输出相应的重量数据。
18.本溶液搅拌装置的使用方法及工作原理为：
19.参看图1、5所示，欲进行实验时，首先，调节伸缩杆8的长度使搅拌环5位于最高处，在此状态下可将烧杯15放在限位圈3内，限位圈3可防止烧杯15移位，并保证烧杯15位于电热装置4的正上方，且位于搅拌环5的正下方；然后，即可进行实验操作，在实验过程中，如需要对溶液进行加热，可利用控制面板1调节电热装置4的工作状态，由电热装置4对烧杯15底部进行加热，使溶液间接受热；如添加药剂后需要搅拌混合均匀或加热过程中需要搅拌使溶液均匀受热时，调节伸缩杆8的长度使搅拌环5进入烧杯15内，且保证搅拌环5下端面与溶液液面保持一定的间距，利用控制面板1调节气泵13的工作状态使气泵13输出空气，此后所有的斜向孔501共同向液面以倾斜的方式吹出空气，烧杯15内的溶液在气流驱使下进行旋转，即实现对溶液的搅拌目的；由于搅拌环5呈环状，利用搅拌环5中空区域即可进行抽取溶液样品、添加药剂等操作，因此在此后的实验过程中可使搅拌环5留置在烧杯15内，以便随时根据需要对溶液及时进行搅拌；在实验过程中，利用微型台秤12可根据需要对溶液的重量及其变化、药剂添加量等进行相应的重量计量，在定量添加药剂时，可边添加药剂边观察重量变化，直至达到预期添加量，为了保证药剂的添加量更加准确，可先将药剂放置在明确重量的容器内，然后放置在承载台11上进行称重计量，待将药剂调节至预期剂量后再向溶液内添加。
20.本溶液搅拌装置集搅拌、加热及称重多种功能于一体，能够满足实验过程中的多种常用操作需求，在实验过程中，搅拌环5可留置在烧杯15内而根据需要及时对溶液进行搅拌，使得实验过程更加顺畅与高效，并可有效减少实验器材取拿、更换所造成的事故发生率。
21.参看图5所示，本溶液搅拌装置采用的搅拌方式为非接触式搅拌，无部件与药剂、溶液直接接触，不会造成药剂外泄，使得实验数据更加准确，并可杜绝搅拌过程中烧杯15受力不当而破损；同时，由于本溶液搅拌装置不与溶液接触，进而具有较长的工作寿命，且清洁处理较以往搅拌装置更加简单易行。
22.本溶液搅拌装置的结构较为简单，工作稳定，与实验室普遍配置的烧杯15配合使用，无需购置专用容器，购置成本低，利于推广使用；在理科教学尤其中低阶段的理科教学中，大部分的实验项目能够借助烧杯15进行且实验物料多为粘稠度较低的溶液，利用气流可驱使溶液在烧杯15内旋转，借助本溶液搅拌装置能够实现预期的搅拌效果，使得本溶液搅拌装置在教学中具有广阔的应用前景。
23.参看图4所示，在本溶液搅拌装置中，所述的电热装置4呈圆盘状，安设在承载台11上，且两者之间设置有隔热层16。
24.参看图1所示，在本溶液搅拌装置中，所述的曲臂6上设有一便于抓持的把手7，以便于对搅拌环5的位置进行人为调节。
25.参看图1、3所示，在本溶液搅拌装置中，所述的承载台11上设有一位于限位圈3一侧的电器盒9，所述的蓄电池14与气泵13安设在电器盒9内，电器盒9上设置有与蓄电池14相连的充电接口10；所述的伸缩杆8下端固定于电器盒9上侧；由此使得溶液搅拌装置更加小巧紧凑，便于移动。
26.在本溶液搅拌装置中，微型台秤12用于为承载台11提供支撑并计量重量变化，因此微型台秤12采用现有技术即可实施，比如可采用现有的微型电子台秤，但为了使本溶液搅拌装置的结构更加简化，工作更加稳定，所述的微型台秤12优选采用如下结构：
27.参看图1、4、5所示，所述的微型台秤12包括一底座123，底座123上侧安设有在竖直方向为承载台11提供唯一支撑的称重传感器122、对承载台11进行限定而防止其与底座123分离的限位挡板121；所述的底座123上安设有显示屏2，显示屏2与控制面板1安设在溶液搅拌装置的同一侧；所述的底座123中设有可基于称重传感器122反馈的信号计算出重量数据并传输至显示屏2的处理器。
28.在本溶液搅拌装置中，伸缩杆8用于为搅拌环5提供支撑，其具有长度可调的特性，进而能够满足使用者对搅拌环5位置调节的技术需求，伸缩杆8采用现有技术即可进行实施且具有多种实施方式；所述的气路用于将气泵13与搅拌环5的环形腔502连通，使气泵13输出的空气能够进入环形腔502并最终经斜向孔501排出，在对本发明进行实施时，气路可采用具有伸缩特性的软管或螺旋管。但为了使本溶液搅拌装置更加小巧紧凑，更便于使用，在本发明中伸缩杆8优选采用如下结构：
29.如图1、3所示，所述的伸缩杆8包括均为中空管状的上管801与下管804，所述的下管804由承载台11支撑而呈竖直状，下管804的下端口仅与气泵13输出端相通；所述的上管801下端插入下管804的管腔中，上管801的上端经曲臂6为搅拌环5提供支撑；上管801下端套设有与下管804内腔滑动密封配合的环形活塞805；所述的上管801侧壁上开设有一沿轴向延伸的竖槽802，所述的下管804上部侧壁上安设有一里端伸入竖槽802内的定位螺栓803；定位螺栓803与竖槽802配合可实现三重功能，一方面，当定位螺栓803未与竖槽802底部抵顶时，两者配合用于阻止上管801与下管804产生相对旋转，当烧杯15安置在限位圈3后，上管801向下移动可使搅拌环5精准的进入烧杯15之中，另一方面，当定位螺栓803与竖槽802底部抵顶时，上管801与下管804的相对位置被锁定，即搅拌环5保持在预定位置，还有一方面，定位螺栓803与竖槽802配合限定了上管801的移动行程，可保证上管801与下管804始终保持密封配合而不会脱离；所述的曲臂6内部具有将搅拌环5内的环形腔502与上管801上端口连通的流道601，所述的曲臂6内的流道601、上管801的管腔、下管804的管腔共同构成气路而将环形腔502与气泵13的输出端连通；
30.进一步而言，所述的曲臂6与上管801为一体结构，两者由一根中空管弯折而形成；
31.再进一步而言，参看图6所示，所述的上管801侧壁上开设有一沿周向延伸的横槽806，所述的横槽806一端与竖槽802的下端连通；当定位螺栓803里端位于竖槽802下端时，旋转上管801可使定位螺栓803里端进入横槽806内；经此改进后，在实验过程中如无需对溶液搅拌，可将上管801调节至最高位置然后旋转，使定位螺栓803里端进入横槽806内，此时搅拌环5位于最高位置且偏于烧杯15的一侧，不会对实验操作构成任何妨碍。